Novidades - Máquina CMM completa e guía de medición

Que é unha máquina CMM?

Imaxina unha máquina de estilo CNC capaz de facer medicións extremadamente precisas dun xeito altamente automatizado.Iso é o que fan as máquinas CMM!

CMM significa "Coordinate Measuring Machine".Quizais sexan os mellores dispositivos de medición 3D en canto á súa combinación de flexibilidade, precisión e velocidade xerais.

Aplicacións das máquinas de medición de coordenadas

As máquinas de medición de coordenadas son valiosas cando hai que facer medicións precisas.E canto máis complexas ou numerosas sexan as medicións, máis vantaxoso é utilizar unha CMM.

Normalmente os CMM úsanse para a inspección e o control de calidade.É dicir, utilízanse para verificar que a peza cumpre cos requisitos e especificacións do deseñador.

Tamén poden estar acostumadosenxeñeiro inversopezas existentes facendo medicións precisas das súas características.

Quen inventou as máquinas CMM?

As primeiras máquinas CMM foron desenvolvidas pola Ferranti Company of Scotland na década de 1950.Eran necesarios para a medición de precisión de pezas nas industrias aeroespacial e de defensa.As primeiras máquinas só tiñan 2 eixes de movemento.As máquinas de 3 eixes foron introducidas na década de 1960 pola DEA de Italia.O control informático xurdiu a principios da década de 1970 e foi introducido por Sheffield dos EUA.

Tipos de máquinas CMM

Existen cinco tipos de máquinas de medición de coordenadas:

Tipo de ponte CMM: Neste deseño, o máis común, a cabeza CMM monta nunha ponte.Un lado da ponte vai sobre un carril na cama, e o outro está apoiado nun almofada de aire ou outro método na cama sen un carril guía.
CMM cantilever: o cantilever soporta a ponte nun só lado.
Gantry CMM: o pórtico usa un carril de guía en ambos os dous lados, como un enrutador CNC.Estes son normalmente os CMM máis grandes, polo que necesitan apoio adicional.
Brazo horizontal CMM: Imaxine un voladizo, pero coa ponte enteira movéndose cara arriba e abaixo polo único brazo en lugar de no seu propio eixe.Estes son os CMM menos precisos, pero poden medir compoñentes grandes e finos, como carrocerías de automóbiles.
Tipo de brazo portátil CMM: estas máquinas usan brazos articulados e normalmente sitúanse manualmente.En lugar de medir XYZ directamente, calculan as coordenadas a partir da posición rotatoria de cada articulación e a lonxitude coñecida entre articulacións.

Cada un ten vantaxes e inconvenientes segundo os tipos de medicións que se vaian realizar.Estes tipos fan referencia á estrutura da máquina que se utiliza para situar a súasondaen relación coa parte que se mide.

Aquí tes unha táboa útil para axudar a comprender os pros e os contras:

Tipo CMM	Precisión	Flexibilidade	Mellor utilizado para medir
Ponte	Alto	Medio	Compoñentes de tamaño medio que requiren alta precisión
Cantilever	O máis alto	Baixo	Compoñentes máis pequenos que requiren unha precisión moi alta
Brazo Horizontal	Baixo	Alto	Compoñentes grandes que requiren pouca precisión
Pórtico	Alto	Medio	Compoñentes grandes que requiren alta precisión
Tipo de brazo portátil	O máis baixo	O máis alto	Cando a portabilidade é absolutamente o criterio máis importante.

As sondas sitúanse normalmente en 3 dimensións: X, Y e Z. Non obstante, as máquinas máis sofisticadas tamén poden permitir que se cambie o ángulo das sondas, permitindo a medición en lugares onde a sonda non podería alcanzar.Tamén se poden usar mesas rotativas para mellorar a capacidade de aproximación de varias características.

Os CMM adoitan estar feitos de granito e aluminio e usan rodamentos de aire

A sonda é o sensor que determina onde está a superficie da peza cando se realiza unha medición.

Os tipos de sonda inclúen:

Mecánica
Óptico
Láser
Luz Branca

As máquinas de medición de coordenadas úsanse de aproximadamente tres formas xerais:

Departamentos de control de calidade: aquí están normalmente gardados en salas limpas climatizadas para maximizar a súa precisión.
Taller: aquí os CMM están entre as máquinas CNC para facilitar a realización de inspeccións como parte dunha célula de fabricación cun mínimo de desprazamento entre a CMM e a máquina onde se mecanizan as pezas.Isto permite que as medicións se fagan máis cedo e potencialmente con máis frecuencia, o que leva a un aforro xa que os erros se identifican antes.
Portátil: as CMM portátiles son fáciles de mover.Poden usarse nunha tenda ou incluso levar a un lugar afastado da instalación de fabricación para medir pezas no campo.

Que precisión son as máquinas CMM (precisión CMM)?

A precisión das máquinas de medición de coordenadas varía.Xeralmente, buscan unha precisión micrómetro ou mellor.Pero non é tan fácil.Por unha banda, o erro pode ser unha función do tamaño, polo que o erro de medición dun CMM pode especificarse como unha fórmula breve que inclúa a lonxitude da medición como variable.

Por exemplo, a CMM Global Classic de Hexagon figura como unha CMM multiusos asequible e especifica a súa precisión como:

1,0 + L/300um

Esas medidas están en micras e L especifícase en mm.Entón, digamos que estamos tentando medir a lonxitude dunha característica de 10 mm.A fórmula sería 1,0 + 10/300 = 1,0 + 1/30 ou 1,03 micras.

Unha micra é unha milésima de milímetro, que é aproximadamente 0,00003937 polgadas.Polo tanto, o erro ao medir a nosa lonxitude de 10 mm é de 0,00103 mm ou 0,00004055 polgadas.Isto é menos de media décima, un erro moi pequeno!

Por outra banda, deberíase ter unha precisión 10 veces superior á que estamos tentando medir.Polo tanto, iso significa que só confiamos nesta medida en 10 veces ese valor, ou 0,00005 polgadas.Aínda un erro bastante pequeno.

As cousas son aínda máis turbias para as medicións de CMM no taller.Se o CMM está aloxado nun laboratorio de inspección con temperatura controlada, axuda moito.Pero na tenda, as temperaturas poden variar moito.Hai varias formas en que un CMM pode compensar a variación da temperatura, pero ningunha é perfecta.

Os fabricantes de CMM adoitan especificar a precisión para unha banda de temperatura e, segundo o estándar ISO 10360-2 para a precisión de CMM, unha banda típica é 64-72F (18-22C).Isto é xenial a non ser que a túa tenda estea a 86F no verán.Entón non tes unha boa especificación para o erro.

Algúns fabricantes ofreceranlle un conxunto de escaleiras ou bandas de temperatura con especificacións de precisión diferentes.Pero que pasa se estás en máis dun intervalo para a mesma serie de pezas en diferentes momentos do día ou en diferentes días da semana?

Comeza a ter que crear un orzamento de incerteza que permita os peores casos.Se eses peores casos dan lugar a tolerancias inaceptables para as súas pezas, son necesarios máis cambios no proceso:

Pode limitar o uso de CMM a determinadas horas do día cando as temperaturas caen en intervalos máis favorables.
Pode optar por mecanizar só pezas ou funcións de menor tolerancia a determinadas horas do día.
Os mellores CMM poden ter mellores especificacións para os teus intervalos de temperatura.Poden valer a pena aínda que poden ser moito máis caros.

Por suposto, estas medidas causarán estragos na túa capacidade de programar con precisión os teus traballos.De súpeto estás a pensar que un mellor control do clima na tenda pode ser un investimento valioso.

Podes ver como todo este asunto da medición se fai bastante complicado.

O outro ingrediente que vai da man é como se especifican as tolerancias a comprobar por CMM.O patrón de ouro é Dimensionamento e tolerancia xeométricas (GD&T).Consulta o noso curso de iniciación a GD&T para obter máis información.

Software CMM

Os CMM executan varios tipos de software.O estándar chámase DMIS, que significa Dimensional Measurement Interface Standard.Aínda que non é a interface de software principal para todos os fabricantes de CMM, a maioría deles polo menos o admiten.

Os fabricantes crearon os seus propios sabores únicos para engadir tarefas de medición que non son compatibles con DMIS.

DMIS

Como se mencionou DMIS, é o estándar, pero como o código g de CNC, hai moitos dialectos, incluíndo:

PC-DMIS: versión hexagonal
OpenDMIS
TouchDMIS: Perceptrón

MCOSMOS

MCOSTMOS é o software CMM de Nikon.

Calipso

Calypso é un software CMM de Zeiss.

Software CMM e CAD/CAM

Como se relaciona o software e a programación CMM co software CAD/CAM?

Hai moitos formatos de ficheiro CAD diferentes, así que comprobe con cales é compatible o seu software CMM.A integración definitiva chámase Definición Basada en Modelos (MBD).Con MBD, o propio modelo pódese usar para extraer dimensións para a CMM.

MDB é bastante avanzado, polo que aínda non se está a usar na maioría dos casos.

Sondas, accesorios e accesorios CMM

Sondas CMM

Hai unha variedade de tipos e formas de sonda dispoñibles para facilitar moitas aplicacións diferentes.

Accesorios CMM

Todos os accesorios están aforrar tempo ao cargar e descargar pezas nunha CMM, igual que nunha máquina CNC.Incluso podes conseguir CMM que teñan cargadores automáticos de palés para maximizar o rendemento.